Тема: РАЗРАБОТКА ПРОТОТИПА УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ФОЛЬГИ С НАМАТЫВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ

На сегодняшний день медная фольга нашла широкое применение в производстве батарей, в том числе и для электромобилей, а также учитывая высокие токопроводящие свойства меди, основным применением медной фольги является изготовление комплектующих (плат) в электротехнике и электронике. Одна сторона фольги, полученной путем электролиза, имеет глянцевую, а другая матовую поверхность, это способствует улучшению адгезионных способностей при нанесении фольги на основу будущей платы, а глянцевая сторона позволяет наиболее качественно прорисовывать проводники на плате. Рынок потребления медной электролитической фольги продолжает расти, следовательно, растет и актуальность производства тонкой медной фольги.
Существует два способа получения медной фольги:
1. холодная прокатка;
2. путем химического электролиза.
При первом способе происходит прокатывание медной заготовки через прокатные валки специального стана до достижения заданных геометрических параметров (толщины). Во время холодной прокатки происходит искусственное уплотнение меди, поверхность получается однородной, без вкраплений и повреждений. Прокатные валки позволяют получить почти одинаковую толщину фольги в любой точке замера, минимальная возможная толщина 18мкм. Фольга, полученная этим способом, обладает высокой гибкостью и способностью принимать любые формы.
В свою очередь технология изготовления рулонной электролитической фольги была разработана в 1956-1957 гг и с тех пор непрерывно совершенствуется. Метод позволяет получить промышленные количества фольги толщиной до 9 мкм, что нельзя сделать, методом холодной прокатки. Этот способ подразумевает химический процесс, для осуществления которого нужна ванна с электролитом, который представляет собой серную кислоту, смешанную с медным сырьем (стружка, крошка). Между установленным анодом и катодом подается напряжение и к катоду притягиваются частицы меди, далее в процессе электролиза происходит образование медной фольги. Полученная фольга гальвано стойкая имеет неоднородную, ячеистую структуру, в результате чего, применение такой фольги возможно при статическом использовании. Дополнительная термическая обработка фольги, полученной путем электролиза, позволяет значительно увеличить ее физико-механические свойства, улучшив гибкость и эластичность.
Для производства фольгированных диэлектриков поставляется фольга в рулонах шириной 1100 мм и толщиной около 50 мкм. Электролитический способ производства фольги позволяет получать ее 8 класса чистоты со стороны барабан-катода и с величиной шероховатости Rz 3-6 мкм со стороны анодов. Повышенная шероховатость медной электролитической фольги обеспечивает хорошее склеивание с диэлектриком.
Медная фольга изготавливается электролизом сернокислого электролита на непрерывно вращающемся барабане-катоде. Электролит состоит из медного купороса CuSO<5H2O - 180-250 г/л, серной кислоты H2SO4 - 55-60 г/л. Электролиз проводится при температуре 25-80оС и плотности тока 20¬100 А/дм2. Для поддержания однородности состава, электролит непрерывно перемешивается воздухом и циркулирует со скоростью 20 л/мин.
Катодом для получения медной фольги служит барабан из нержавеющей стали, например, 1Х18Н12М3Т или титана с полированной поверхностью.
Анод - медный или из нержавеющей стали. Расстояние между анодом и катодом меняется в процессе работы от 20 до 90 мм. Использование нерастворимого анода позволяет стабилизировать межэлектродное расстояние, уменьшить напряжение на электролизере и упростить его обслуживание [1].

Купить

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был разработан прототип установки для производства электролитической фольги с наматывающим устройством.
Проектирование барабанного электролизёра производилось на основании изученной литературы и патентов. Но оттуда были взяты лишь основные элементы электролизера, разработка самой конструкции установки и наматывающего устройства осуществлялась самостоятельно, элементы конструкции проектировались так, чтобы в дальнейшем, по готовым чертежам ее можно было изготовить и собрать.
В данной работе в качестве примера готовой продукции была рассмотрена электролитическая медная фольга, актуальность производства которой также была отражена в работе.
Так же был описан способ изготовления рабочего барабана и технология восстановления его поверхности.
В современном мире очень важна автоматизация процессов. Например, автоматизация процесса получения фольги позволит улучшить качество выпускаемой продукции и повысить производительность. Поэтому в данной работе также были сформулированы требования к системе автоматизации установки. Что позволит в дальнейшем автоматизировать процесс получения фольги на данной установке.
Еще очень важным моментом при работе со всеми видами оборудования является соблюдение техники безопасности. Поэтому разработка системы безопасности при работе на установке по производству электролитической фольги так же была отражена в данной работе.
Так же была создана 3D модель установки в КОМПАС-3Б.
Таким образом, удалось выполнить поставленную цель, а именно разработать прототип установки для производства электролитической фольги с наматывающим устройством.

Купить